JP2010145564A - Liquid crystal device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶装置、および電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal device and an electronic apparatus.
液晶を駆動して画素ごとに明るさを制御し画像を表示する液晶装置において、液晶の応答速度が速い駆動方式の一つとして、VA(Vertical Alignment)方式が多く用いられている。VA方式は、対向する一対の基板とその一対の基板に挟持された液晶層とを有し、一対の基板に対して略法線方向(縦方向)に初期的に配列された液晶分子の長軸方向が、液晶層に印加する電圧によって画素毎に一対の基板に沿う方向に近づくように駆動されて画像を表示する所謂縦電界方式という駆動方法である。 In a liquid crystal device that drives a liquid crystal to control brightness for each pixel and displays an image, a VA (Vertical Alignment) method is often used as one of driving methods in which the response speed of the liquid crystal is fast. The VA mode includes a pair of opposing substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and the length of liquid crystal molecules initially aligned in a substantially normal direction (longitudinal direction) with respect to the pair of substrates. This is a so-called vertical electric field type driving method in which an axial direction is driven so as to approach a direction along a pair of substrates for each pixel by a voltage applied to the liquid crystal layer.
ところで、このようなVA方式の液晶装置は、視野角特性が、他の駆動方式、例えば液晶分子の長軸方向が、液晶層に印加する電圧によって基板面に沿った方向おいて回転する横電界方式に比べて劣るという課題がある。そこで、従来から、VA方式の液晶装置において、視野角特性を改善する方法が提案されている。例えば特許文献1には、液晶層に電圧を印加したときに呈する液晶分子の長軸方向が複数存在するように、液晶層の初期的な配向方向を複数形成してマルチドメインとする方法が開示されている。こうすることで、画素内での配向方向が分割して形成されるので、広い視野角が得られるというものである。
By the way, such a VA liquid crystal device has a viewing angle characteristic of other driving methods, for example, a horizontal electric field in which the major axis direction of liquid crystal molecules is rotated in a direction along the substrate surface by a voltage applied to the liquid crystal layer. There is a problem that it is inferior to the method. Therefore, conventionally, a method for improving viewing angle characteristics in a VA liquid crystal device has been proposed. For example,
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、マルチドメインを形成するためにジグザグ形状の突起または窪みまたはスリットを所定のピッチで平行に配列形成しなければならず、液晶装置において複雑な構造を設ける必要があった。このため、高精細の画像を表示するために画素ピッチが小さい液晶装置においては、物理的にこのようなジグザグ構造を形成することは困難であった。従って、このようなジグザグ形状を構成することなく視野角特性を改善し、広い視野角を有する画像表示を行う技術が望まれていた。
However, in the technique disclosed in
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]対向する一対の基板と、当該一対の基板に挟持され、前記一対の基板に対して初期的に略法線方向に配向した液晶層と、画像を表示する画素と、を有する液晶装置であって、前記画素が表示する画像の視野角特性が互いに相補関係となる第1の表示状態と第2の表示状態とを合成させて表示することを特徴とする液晶装置。 Application Example 1 It includes a pair of opposing substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates and initially oriented in a substantially normal direction with respect to the pair of substrates, and a pixel for displaying an image. A liquid crystal device, wherein a first display state and a second display state in which viewing angle characteristics of images displayed by the pixels are complementary to each other are combined and displayed.
この構成によれば、画素に表示される画像について、互いに相補関係の視野角特性を有する2つの表示状態を合成して表示するので、この2つの表示状態によって広い視野角を有する画像表示を行うことができる。 According to this configuration, since two display states having complementary viewing angle characteristics are combined and displayed for the image displayed on the pixel, an image display having a wide viewing angle is performed according to the two display states. be able to.
[適用例2]上記液晶装置であって、前記第1の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値と、前記第2の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値と、が異なることを特徴とする。 Application Example 2 In the liquid crystal device, the voltage value applied to the liquid crystal layer in the first display state and the voltage value applied to the liquid crystal layer in the second display state. And are different from each other.
この構成によれば、液晶層に印加する電圧の電圧値が異なることによって、画像の視野角特性が互いに相補関係となる表示状態を形成するので、印加する電圧を異ならせることによって、広い視野角の画像表示を行うことができる。 According to this configuration, the voltage value of the voltage applied to the liquid crystal layer is different, thereby forming a display state in which the viewing angle characteristics of the image are complementary to each other. Therefore, by changing the applied voltage, a wide viewing angle can be obtained. Image display can be performed.
[適用例3]上記液晶装置であって、前記第1の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値は、前記画素が表示する前記画像の明るさが最大となる電圧の電圧値より高い電圧の範囲であり、前記第2の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値は、前記画素が表示する前記画像の明るさが最大となる電圧の電圧値より低い電圧の範囲に設定されていることを特徴とする。 Application Example 3 In the above-described liquid crystal device, the voltage value of the voltage applied to the liquid crystal layer in the first display state is the voltage value of the voltage that maximizes the brightness of the image displayed by the pixel. A voltage value applied to the liquid crystal layer in the second display state is lower than a voltage value at which the brightness of the image displayed by the pixel is maximized. It is set to a range.
この構成によれば、液晶層に印加される電圧を、画像が最も明るくなるときに印加される電圧より高い電圧と低い電圧によって互いに相補関係の視野角特性を有する画像を表示する。従って、例えば、ほぼ同じ明るさであって相補関係の視野角特性を有する2つの表示状態を用いることによって、画像の明るさを変えることなく容易に広い視野角の画像表示を行うことができる。 According to this configuration, an image having viewing angle characteristics complementary to each other is displayed by a voltage applied to the liquid crystal layer that is higher and lower than a voltage applied when the image is brightest. Therefore, for example, by using two display states having substantially the same brightness and complementary viewing angle characteristics, it is possible to easily display an image with a wide viewing angle without changing the brightness of the image.
[適用例4]上記液晶装置であって、前記画像の表示期間内において、前記第1の表示状態で駆動される期間と、前記第2の表示状態で駆動される期間と、を有することを特徴とする。 Application Example 4 In the liquid crystal device, the liquid crystal device includes a period driven in the first display state and a period driven in the second display state within the image display period. Features.
この構成によれば、画像の表示期間内で、互いに相補関係の視野角特性を有する画像を表示するので、相補関係の視野角特性を有する画像が時間的に積分されて合成される。この結果、広い視野角の画像表示を行うことができる。 According to this configuration, since images having complementary viewing angle characteristics are displayed within the image display period, images having complementary viewing angle characteristics are temporally integrated and synthesized. As a result, image display with a wide viewing angle can be performed.
[適用例5]上記液晶装置であって、前記第1の表示状態で駆動される期間と、前記第2の表示状態で駆動される期間とは、同じ時間長の期間であることを特徴とする。 Application Example 5 In the liquid crystal device, the period driven in the first display state and the period driven in the second display state are periods having the same time length. To do.
この構成によれば、画像の表示期間内で、互いに相補関係の視野角特性を有する2つの表示状態が同じ時間形成されるので、時間的に積分されて合成された画像は、広い視野角の画像となる確率が高くなる。 According to this configuration, two display states having complementary viewing angle characteristics are formed for the same time within the image display period. Therefore, an image synthesized by temporal integration has a wide viewing angle. The probability of becoming an image increases.
[適用例6]上記液晶装置であって、前記画素は複数のサブ画素によって構成され、前記複数のサブ画素には、前記第1の表示状態で駆動される前記サブ画素と、前記第2の表示状態で駆動される前記サブ画素と、が含まれていることを特徴とする。 Application Example 6 In the liquid crystal device, the pixel includes a plurality of sub-pixels, and the plurality of sub-pixels include the sub-pixel driven in the first display state and the second sub-pixel. And the sub-pixel driven in a display state.
この構成によれば、画像の表示期間で、互いに相補関係の視野角特性を有する画像を同時に表示するので、相補関係の視野角特性を有する画像が空間的に積分されて合成される。この結果、広い視野角の画像表示を行うことができる。 According to this configuration, since images having complementary viewing angle characteristics are simultaneously displayed during the image display period, images having complementary viewing angle characteristics are spatially integrated and synthesized. As a result, image display with a wide viewing angle can be performed.
[適用例7]上記液晶装置であって、前記第1の表示状態で駆動される前記サブ画素と、前記第2の表示状態で駆動される前記サブ画素は、画素の領域面積の大きさが等しいことを特徴とする。 Application Example 7 In the liquid crystal device, the sub-pixel driven in the first display state and the sub-pixel driven in the second display state have a pixel area size. It is characterized by being equal.
この構成によれば、画像の表示期間において、互いに相補関係の視野角特性を有する画像を等しい大きさで同時に表示するので、空間的に積分されて合成された画像は、広い視野角の画像となる確率が高くなる。 According to this configuration, images having complementary viewing angle characteristics are simultaneously displayed with the same size in the image display period, so that an image that is spatially integrated and synthesized is an image with a wide viewing angle. The probability of becoming higher.
[適用例8]上記液晶装置であって、前記画素から、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかの色の波長を有する光が射出されることを特徴とする。 Application Example 8 In the liquid crystal device, light having a wavelength of any color of R (red), G (green), and B (blue) is emitted from the pixel.
この構成によれば、R,G,Bのいずれかの色についての表示画像を、互いに相補関係の視野角特性を有する画像によって視野角を合成することができる。この結果、カラー画像について広い視野角の画像表示を行うことができる。 According to this configuration, it is possible to synthesize the viewing angle of the display image for any of the colors R, G, and B with images having viewing angle characteristics that are complementary to each other. As a result, color images can be displayed with a wide viewing angle.
[適用例9]上記液晶装置であって、前記画素に対して、面内方向の屈折率に比べて厚さ方向の屈折率が小さい位相差板が、前記一対の基板の外側に配設されていることを特徴とする。 Application Example 9 In the liquid crystal device, a retardation plate whose refractive index in the thickness direction is smaller than the refractive index in the in-plane direction with respect to the pixels is disposed outside the pair of substrates. It is characterized by.
この構成によれば、液晶分子が呈する屈折率異方性を位相差板によって補償することができるので、さらに広い視野角の画像表示を行うことができる液晶装置を実現することが期待できる。 According to this configuration, since the refractive index anisotropy exhibited by the liquid crystal molecules can be compensated by the retardation plate, it can be expected to realize a liquid crystal device capable of displaying an image with a wider viewing angle.
[適用例10]上記液晶装置であって、前記画素は、当該画素内に入射した光を反射して前記画像を表示する画素であることを特徴とする。 Application Example 10 In the liquid crystal device, the pixel is a pixel that reflects light incident on the pixel and displays the image.
この構成によれば、互いに相補関係の視野角特性を有する画像を表示することによって広い視野角の画像表示を行うことができる反射型の液晶装置を実現することができる。 According to this configuration, it is possible to realize a reflective liquid crystal device capable of displaying an image with a wide viewing angle by displaying images having viewing angle characteristics complementary to each other.
[適用例11]上記液晶装置を備えた電子機器。 Application Example 11 Electronic equipment including the liquid crystal device.
この機器構成によれば、互いに相補関係の視野角特性を有する画像を表示することによって広い視野角の画像表示を行うことが可能な電子機器を提供することができる。 According to this device configuration, it is possible to provide an electronic device capable of displaying an image with a wide viewing angle by displaying images having viewing angle characteristics complementary to each other.
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、以降の説明において用いる図面は、説明のために誇張して図示している場合もあり、必ずしも実際の大きさや長さを示すものでないことは言うまでもない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples. It should be noted that the drawings used in the following description may be exaggerated for the sake of description, and needless to say, they do not necessarily indicate the actual size or length.
図1は、本発明の一実施例となる液晶装置100を備えた電子機器としての電子ビューファインダー1について、その概略構成を模式的に示した斜視図である。電子ビューファインダー1は、反射型の表示装置であって、平面領域に形成された画素によって画像を表示する表示装置となる液晶装置100を備え、ビデオカメラなどの映像機器から出力される画像(カラー画像)を表示するように構成されている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of an
具体的に説明すると、LED(有機発光ダイオードや無機発光ダイオード)などの光源からの光が偏光ビームスプリッター5に照射する。本実施例では、偏光ビームスプリッター5はS偏光を反射させ、P偏光を通過させるように構成されており、光源からの光のうちS偏光(これを図示するようにX軸方向に振動する光とする)が反射される。反射されたS偏光は、液晶装置100の表示面に対して略法線方向(これを図示するようにZ軸方向とする)から入射する。ここで、液晶装置100は、X軸方向を基準(0度)とし、図示するように表示面内においてX軸と直交するY軸方向へ、反時計周りで45度傾いた方向が、遅相軸となるように液晶層の配向方向が形成され(後述する)、位相差板として機能するように構成されている。そして、液晶装置100に入射したS偏光を反射して、再び偏光ビームスプリッター5に向けて射出する。この時、入射したS偏光は、光変調されるとともに1/2波長の位相差が付与され、偏光軸が90度回転されてP偏光(図示するようにY軸方向に振動する光)となる。偏光ビームスプリッター5では、P偏光と同じ方向に偏光軸が形成されているので、液晶装置100から射出されたP偏光は偏光ビームスプリッター5を通過する。通過したP偏光は、その後図示しない接眼レンズなどの光学系3を経由して射出される。電子ビューファインダー1の観察者は、射出されたP偏光を見ることよって、液晶装置100の各画素が表示する画像を視認する。
More specifically, light from a light source such as an LED (organic light emitting diode or inorganic light emitting diode) irradiates the polarizing
さて、本実施例の液晶装置100は、一対の基板としての基板10と基板20とが、図示しない液晶層を封止状態で挟んで、同じく図示しないシール材によって貼り合わされた構造を有した液晶パネル30と、位相差板50とから構成されている。本実施例では、液晶パネル30はVAモードの反射型パネルであり、位相差板50は、Cプレートである。周知のように、VAモードは、初期的な配向状態において、液晶分子の長軸方向が基板10(あるいは基板20)の法線方向つまりZ軸方向に沿った方向であることから、液晶層におけるZ軸方向の屈折率が大きい。そこで、Z軸方向の屈折率nzがX軸方向の屈折率nxおよびY軸方向の屈折率nyよりも小さいCプレートによってZ軸方向に対して斜めの方向からみたときの位相差を補償することが出来る。なお、位相差板50は液晶パネル30と離間して図示しているが、液晶パネル30に貼り合わされていても差し支えない。
The
次に液晶パネル30について図2および図3を用いて説明する。図2は、液晶パネル30を構成する基板10についての説明図、図3は、液晶パネル30の全体構成を説明する説明図である。
Next, the
まず図2を用いて基板10を説明する。図示するように、基板10は、その外周部分に、走査駆動回路11とデータ駆動回路12とが、ガラスや石英あるいは樹脂やセラミックなどの平板上(図面表面側)に形成されたものである。また、走査駆動回路11からは走査線111が、データ駆動回路12からはデータ線121が、図2に示したように配線されている。そして、各画素に対応して走査線111とデータ線121の交点付近にそれぞれ形成された薄膜トランジスター14に対して供給され、走査線111によって供給される電圧によって薄膜トランジスター14のオン・オフが制御される。さらに、薄膜トランジスター14がオンしたとき、データ線121によって供給される電圧が、画素毎に設けられた電極に導通印加されるように構成されている。
First, the
そして、基板10と図示しない基板20とを貼り合わせたとき、各画素において基板10側に設けられた電極(以降「画素電極」と称す)と、図中2点鎖線で示したように基板20側に設けられ総ての画素に対して共通な電位(例えば接地電位)を供給する電極(以降「共通電極」と称す)とが、液晶層を挟んでそれぞれ対向するように構成されている。従って、各画素において、薄膜トランジスター14のオンによって、データ線121によって供給される電圧と共通電極の電圧との差分電圧が、各画素に対応する液晶層に印加され、差分電圧に応じた光変調が行われて画素の明るさが制御されるように構成されている。
When the
なお、本実施例では、画素電極は光を反射するように構成された反射電極である。また、本実施例では説明の簡略化のため、X軸方向に6個、Y軸方向に3個の画素電極が配列形成され、これに対応して画素も同様に形成されているものとする。もとより、実際には、X軸方向およびY軸方向それぞれに、数百個から数千個の画素が通常形成される。 In this embodiment, the pixel electrode is a reflective electrode configured to reflect light. Further, in this embodiment, for simplification of explanation, it is assumed that six pixel electrodes are arranged in the X-axis direction and three pixel electrodes are arranged in the Y-axis direction, and the corresponding pixels are similarly formed. . Of course, in practice, hundreds to thousands of pixels are usually formed in each of the X-axis direction and the Y-axis direction.
次に、液晶パネル30について、その構成を図3を用いて説明する。図3(a)はX軸方向に並んだ3つの画素を基板20側から見た平面図である。また、図3(b)はその構成の部分的な断面図であり、図3(a)におけるC−C断面を示している。また、図3(c)は、液晶層における液晶分子の配向状態を示した模式図である。図3(b)に示すように、液晶パネル30は、液晶層40が基板10と基板20とで挟持された構造を有している。
Next, the configuration of the
基板20は、図3(a)および図3(b)に示したように、光変調を行う画素に対応する領域部分を光入射領域とし、薄膜トランジスター14やその他の領域部分が遮光領域となるように、金属膜などからなる所定の遮光層BMが、ガラスや石英または樹脂などの透光性を有する平板B上に形成されている。光入射領域には、本実施例では、それぞれR(赤)、G(緑)、B(青)色の波長を有する光を透過させるRフィルタ層、Gフィルタ層、Bフィルタ層がそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
平板Bおよび遮光層BMの液晶層40側には透光性材料(例えばITO)からなる共通電極が形成されている。さらに共通電極の液晶層40側には、共通電極を覆うように配向膜Bが形成されている。配向膜Bは、例えばポリイミドをベースとした組成物からなる。
A common electrode made of a translucent material (for example, ITO) is formed on the flat plate B and the light shielding layer BM on the
基板10は、上述するようにガラスや石英あるいは樹脂やセラミックなどの平板において、液晶層40側の面に、画素領域に対応して画素電極が形成されている。画素電極は、反射電極でもあることから、例えばアルミニウムやアルミニウムと銅、あるいはアルミニウムとネオジムの合金やAPC(銀−パラジウム−銅の合金)などの材料が用いられる。さらに画素電極の液晶層40側には、画素電極を覆うように配向膜Aが形成されている。配向膜Aは、例えばポリイミドをベースとした組成物からなる。なお、図示しないが、基板10には、走査線111、データ線121および薄膜トランジスター14が形成されている。
As described above, the
本実施例では、液晶パネル30は、遅相軸の方向が、S偏光の振動方向つまりX軸方向に対して45度の方向となるように、液晶層40における液晶分子の配向が設定されている。すなわち、図3(c)に示したように、遅相軸とX軸との成す角度が、45度になるように基板10において配向膜Aの配向処理が行われている。また、電圧印加時において駆動される液晶分子が遅相軸方向に傾くように、配向膜Aには、液晶分子がZ軸方向に対して5度のプレチルト角度を有するように配向処理が行われている。なお、説明は省略するが、基板20においても、同様に配向膜Bの配向処理が行われている。
In the present embodiment, the
さて、このように構成された液晶装置100において、各画素について液晶層40に電圧が印加されると、印加される電圧に応じて液晶装置100が表示する画像の明るさ、つまり偏光ビームスプリッター5から観察者側に射出する光の量が変化する。本実施例において得られる電圧と明るさの関係を図4(a)に示した。図中、横軸は液晶層に印加される電圧(V)を示している。また縦軸は、電圧(V)が印加されたときに画素が表示する画像の明るさを、最大明るさを「1」として規格化した値として示している。なお、図4(a)に示した画像の明るさは、画素のZ軸方向における明るさである。
In the
図示するように、本実施例の液晶装置100では、電圧が「3.1V」において明るさが最大となる。そして、その前後の電圧において、同じ明るさを呈する電圧が存在する。例えば、明るさが約0.95を呈する電圧は、「2.8V」と「3.4V」である。あるいは、明るさが約0.82を呈する電圧は、「2.6V」と「3.9V」である。
As shown in the figure, in the
ところで、本実施例では、液晶パネル30は液晶分子の駆動方式はVA方式であるので、液晶分子の傾きは、液晶層40に印加される電圧に相関すると考えてよい。また、液晶分子のZ軸方向からの傾き量は、液晶層40の中心部ほど大きく、配向膜Aおよび配向膜B近傍では小さいと考えてよい。一例として、前述した同じ画像の明るさを呈する電圧「2.8V」と電圧「3.4V」とについて、液晶層40中における液晶分子の傾きの様子を図4(b)に示した。図中、横軸は、Z軸方向に対する傾き角度であるチルト角度(「極角度」とも称す)を示している。また、縦軸は、液晶層40の総厚(すなわち配向膜Aから配向膜Bまでの距離)を「1」として規格化した液晶層40の厚さを示している。
By the way, in this embodiment, since the
図示するように、本実施例の液晶装置100では、電圧が「2.8V」のときの液晶分子の傾きは液晶層40の中心付近で最大となり、そのチルト角度は凡そ63度である。これに対して、電圧が「3.4V」のときの液晶分子の傾きは液晶層40の中心付近で最大となり、そのチルト角度は凡そ75度である。また、一例として、液晶層40の層厚のうち、電圧が「2.8V」において液晶分子が60度以上のチルト角を呈する範囲Pよりも、電圧が「3.4V」において液晶分子が60度以上のチルト角を呈する範囲Qの方が明らかに広くなる。
As shown in the figure, in the
このように、液晶層40における液晶分子のZ軸方向に対する傾き具合が、電圧に応じて異なることから、偏光ビームスプリッター5から観察者側に射出される光について、位相差板50の光学補償作用が加わることによって、Z軸に対して傾いた方向から見たときのXY平面上の明るさ、つまり視野角特性が異なることが想定される。
As described above, the degree of inclination of the liquid crystal molecules in the
そこで、液晶装置100における視野角特性について、光学的な特性変化が顕著に現れると推定される液晶分子の配向方向すなわち遅相軸方向と、これに直交する方向と、の2方向について調べる。図5は、視角特性について調べるに際して定義した方向を示した説明図である。図示するように、X軸方向を方位角0度−180度、液晶パネル30の遅相軸方向を方位角45度−225度、Y軸方向を方位角90度−270度、液晶パネル30の遅相軸と直交する方向を方位角135度−315度、と表している。また、Z軸方向を極角度0度とし、方位角45度−225度においては、方位角45度側への傾き方向をプラス方向、方位角225度側への傾きをマイナス方向としている。同じく、方位角135度−315度においては、方位角135度側への傾き方向をプラス方向、方位角315度側への傾きをマイナス方向としている。
Therefore, the viewing angle characteristics in the
さて、同じ明るさ(Z軸方向において同じ明るさ)を呈する電圧「2.8V」と、電圧「3.4V」について、一例としてG画素(本実施例では、透過する光の波長を550nmとする)について、2方向における位相差を調べた結果を図6に示した。図示するように、極角度が−40度から+40度の範囲において、電圧「2.8V」については、方位角135度−315度の方が大きな位相差となり、逆に、電圧「3.4V」については、方位角45度−225度の方が大きな位相差となった。ここで、詳しい説明は省略するが、位相差の値が、液晶装置100に入射する光の波長の1/2(ここでは275nm)に近づくほど、画像が明るくなることを示している。従って、図6に示した位相差の値は波長の1/2以下の範囲の値であるので、位相差の値が大きいほど明るくなるということを表している。 Now, with respect to the voltage “2.8V” and the voltage “3.4V” exhibiting the same brightness (the same brightness in the Z-axis direction), as an example, the G pixel (in this embodiment, the wavelength of transmitted light is 550 nm). The results of examining the phase difference in two directions are shown in FIG. As shown in the figure, when the polar angle is in the range of −40 degrees to +40 degrees, with respect to the voltage “2.8 V”, the azimuth angle 135 degrees to 315 degrees has a larger phase difference, and conversely, the voltage “3.4 V”. ", The azimuth angle of 45 degrees to 225 degrees has a larger phase difference. Here, although detailed explanation is omitted, it is shown that the image becomes brighter as the value of the phase difference approaches ½ of the wavelength of light incident on the liquid crystal device 100 (here, 275 nm). Therefore, the value of the phase difference shown in FIG. 6 is a value in the range of ½ or less of the wavelength, which means that the larger the value of the phase difference is, the brighter it is.
図6の結果から、電圧「2.8V」の視野角特性は、方位角135度−315度の方向が明るいのでこの方向に明視方向をもち、逆に、電圧「3.4V」については、方位角45度−225度の方向が明るいのでこの方向に明視方向をもつ。言い換えれば、本実施例の液晶装置100は、画素に印加する電圧によって明視方向が変わるという特性を有するのである。なお、説明は省略するが、他のR画素、B画素についても同様である。
From the result of FIG. 6, the viewing angle characteristic of the voltage “2.8V” has a bright direction in the direction of the azimuth angle 135 degrees to 315 degrees, and conversely, the voltage “3.4 V” Since the direction of the azimuth angle 45 degrees to 225 degrees is bright, this direction has a clear vision direction. In other words, the
本実施例では、この特性を利用して、電子ビューファインダー1が備える液晶装置100を構成する液晶パネル30の各画素において、表示する画像の単位表示期間内つまり1フレーム期間内で画素に印加する電圧を変化させて、表示する画像の視野角が広くなるようにする。電子ビューファインダー1の観察者は、実際にはZ軸に対して傾いた方向から画像を見る場合がある。そこで液晶装置100が表示する画像(カラー画像)の視野角を広くすることによって、観察者が斜めから見たときに対しても明るさが均一となった画像を表示できるようにするのである。
In the present embodiment, using this characteristic, each pixel of the
これを図7を用いて説明する。図7は1つの画素において行われる視野角特性の補償の様子を示した説明図であり、図7(a)は、データ線121から出力される電圧が画素電極に印加されたときの画素電極が呈する電圧の変化の様子を示すタイミング図、図7(b)は、総ての方位角、および極角度の絶対値が40度内の視野角について、画像の明るさを等高線で示した模式図である。
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing how the viewing angle characteristic is compensated in one pixel. FIG. 7A shows the pixel electrode when the voltage output from the
視野角の補償対象となる補償画素について、視野角特性を補償するためのデータ線121の出力信号は、図7(a)に示したように、画像の単位表示時間となる1フレーム期間F毎に繰り返して出力され、画素電極の電圧を変化させる。すなわち、時間t1から時間t11までの1フレーム期間Fにおいて、本実施例では、補償画素に対応する薄膜トランジスター14が走査線111の信号によってオンしたとき、1フレーム期間Fの前半分の期間F/2となる時間t1から時間t2まで画素電極の電圧は「2.8V」となり、1フレーム期間Fの後半分の期間F/2となる時間t2から時間t11まで画素電極の電圧は「3.4V」となるのである。
As shown in FIG. 7A, the output signal of the
具体的には、補償画素が接続された走査線111に、1フレーム期間Fの1/2の期間ごとに薄膜トランジスター14をオンさせる信号を出力する。そして薄膜トランジスター14がオンする都度、データ線121に出力される電圧「2.8V」と電圧「3.4V」とが交互に画素電極に印加されるように構成されている。
Specifically, a signal for turning on the
なお、データ線121に出力される電圧「2.8V」と電圧「3.4V」とが画素電極に印加される期間は、実際には薄膜トランジスター14が走査線111の信号によってオンしている期間つまり1水平走査期間のみであるが、各画素には保持容量(不図示)がそれぞれ設けられ、画素電極に印加された電圧は、次に画素電極に電圧が印加されるまで凡そその電圧値が保持されるのである。
Note that, during the period in which the voltage “2.8 V” and the voltage “3.4 V” output to the
このように画素電極の電圧が変化すると、補償画素において表示される画像の視野角特性は、1フレーム期間Fの前半1/2における電圧「2.8V」の視野角特性と、1フレーム期間Fの後半1/2における電圧「3.4V」の視野角特性とが合成された視野角特性、すなわち、時間的に積分された視野角特性となる。 When the voltage of the pixel electrode changes in this way, the viewing angle characteristics of the image displayed in the compensation pixel are the viewing angle characteristics of the voltage “2.8 V” in the first half of one frame period F and the one frame period F. The viewing angle characteristic obtained by combining the viewing angle characteristic of the voltage “3.4 V” in the latter half of the first half, that is, the viewing angle characteristic integrated in terms of time.
具体的には、図7(b)に示したように各視野角における明るさが合成され、視野角特性が補償される。詳しく説明すると、画素電極の電圧が「2.8V」のときの画素は、図示するような明るさの等高線を呈する画像を表示する状態となる。すなわち、規格化された明るさ「0.88」以上の明るい画像の方向は、方位角135度−315度であり、この方位角方向と直交する方位角45度−225度の方向については、Z軸から傾くほど次第に暗くなる視野角特性を有する。一方、画素電極の電圧が「3.4V」のときの画素は、図示するような明るさの等高線を呈する画像を表示する状態となる。すなわち、規格化された明るさ「0.88」以上の明るい画像の方向は、方位角45度−225度であり、この方位角方向と直交する方位角135度−315度の方向については、Z軸から傾くほど次第に暗くなる視野角特性を有する。従って、電圧「2.8V」が印加されたときの画素の表示状態と、電圧「3.4V」が印加されたときの画素の表示状態とは、互いに相補関係となる視野角特性を有するのである。 Specifically, as shown in FIG. 7B, the brightness at each viewing angle is synthesized, and the viewing angle characteristics are compensated. More specifically, the pixel when the voltage of the pixel electrode is “2.8 V” is in a state of displaying an image that exhibits contour lines of brightness as illustrated. That is, the direction of a bright image with a normalized brightness of “0.88” or more is an azimuth angle of 135 degrees to 315 degrees, and the direction of an azimuth angle of 45 degrees to 225 degrees orthogonal to the azimuth angle direction is It has a viewing angle characteristic that becomes gradually darker as it is tilted from the Z-axis. On the other hand, the pixel when the voltage of the pixel electrode is “3.4 V” is in a state of displaying an image that exhibits a contour line of brightness as illustrated. That is, the direction of a bright image with a normalized brightness of “0.88” or more is an azimuth angle of 45 degrees to 225 degrees, and the direction of an azimuth angle of 135 degrees to 315 degrees orthogonal to the azimuth angle direction is It has a viewing angle characteristic that becomes gradually darker as it is tilted from the Z-axis. Therefore, the display state of the pixel when the voltage “2.8 V” is applied and the display state of the pixel when the voltage “3.4 V” is applied have viewing angle characteristics that are complementary to each other. is there.
この結果、2つの表示状態がそれぞれ1フレーム期間Fの1/2ずつ時間的に積分されると、画素は1フレーム期間Fにおいて図面下側に示したような表示状態を呈することになる。すなわち、電圧「2.8V」について方位角45度−225度の方向における明るさが、電圧「3.4V」について方位角45度−225度の方向における明るさによって補償され、凡そ総ての方位角方向において広がることになる。こうして、本実施例によれば、同じ画像の明るさを有し、互いに相補関係の視野角特性を呈する2つの表示状態を時間的に積分して合成することによって視野角特性が改善されるので、画像の明るさを変えることなく容易に視野角が広がった表示を得ることができるのである。 As a result, when the two display states are each temporally integrated by 1/2 of one frame period F, the pixel exhibits a display state as shown in the lower side of the drawing in one frame period F. That is, the brightness in the direction of azimuth 45 degrees to 225 degrees with respect to the voltage “2.8 V” is compensated by the brightness in the direction of azimuth angles 45 degrees to 225 degrees with respect to the voltage “3.4 V”. It spreads in the azimuth direction. Thus, according to the present embodiment, the viewing angle characteristics are improved by temporally integrating and synthesizing two display states having the same image brightness and complementary viewing angle characteristics. Thus, a display with a wide viewing angle can be easily obtained without changing the brightness of the image.
なお、本実施例では、2つの表示状態をそれぞれ1フレーム期間Fの1/2ずつ形成することとしている。これは、画像の表示期間内で、互いに相補関係の視野角特性を有する2つの表示状態を同じ時間形成すれば、時間的に積分されて合成された画像は、広い視野角の画像となる確率が高くなるからである。もとより、2つの表示状態が、1フレーム期間Fにおいて互いに異なる時間長形成されることとしても差し支えない。合成する2つの表示状態の視野角特性に基づいて、時間的に積分されて合成されたときの視野角特性が広くなるように、それぞれの表示時間割合を変更すればよいことは言うまでもない。 In this embodiment, the two display states are each formed in half of one frame period F. This is because, if two display states having complementary viewing angle characteristics are formed in the same time period within the image display period, the probability that an image synthesized by temporal integration will be an image with a wide viewing angle. Because it becomes higher. Of course, the two display states may be formed with different time lengths in one frame period F. Needless to say, based on the viewing angle characteristics of the two display states to be combined, the respective display time ratios may be changed so that the viewing angle characteristics when they are temporally integrated and combined become wider.
ところで、本実施例において、画素の明るさが最も明るくなる電圧「3.1V」について、その視野角特性を調べてみた。その結果を、図8に示す。図示するように、本実施例において、電圧「3.1V」における視野角は、総ての方位角方向において凡そ同じ明るさを呈することが解かる。従って、上述した電圧「2.8V」と電圧「3.4V」における視野角の様子とから、本実施例では、補償画素に対して、明るさが最も明るくなる電圧よりも高い電圧と低い電圧との間では、画素の表示状態における明視方向が相補関係となることが解かる。この結果、本実施例によれば、同じ画像の明るさであって、互いに相補関係となる視野角が得られる2つの電圧を、1フレーム期間において分割(本実施例では1/2ずつに分割)して印加することによって、広い視野角のカラー画像を得ることが可能である。 By the way, in this embodiment, the viewing angle characteristics of the voltage “3.1 V” at which the brightness of the pixel is the brightest were examined. The result is shown in FIG. As shown in the figure, in this embodiment, it can be seen that the viewing angle at the voltage “3.1 V” exhibits approximately the same brightness in all azimuth directions. Therefore, based on the above-described viewing angle at the voltage “2.8 V” and the voltage “3.4 V”, in this embodiment, a voltage higher and lower than the voltage at which the brightness is brightest for the compensation pixel. It can be seen that the clear vision direction in the display state of the pixels is complementary. As a result, according to the present embodiment, two voltages that provide the same image brightness and a viewing angle that is complementary to each other are divided in one frame period (in this embodiment, divided into halves). ), It is possible to obtain a color image with a wide viewing angle.
以上、本発明の実施の形態について実施例により説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。以下、変形例をあげて説明する。 The embodiments of the present invention have been described with reference to the examples. However, the present invention is not limited to these examples, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention. Of course. Hereinafter, a modification will be described.
(第1変形例)
上記実施例では、各画素における視野角特性を補償する方法として、図7に示したように、1フレーム期間Fにおいて時間を分けて2つの異なる電圧を液晶層40に印加し、視野角特性を時間的に積分して補償することとしたが、これに限るものでないことは勿論である。例えば、1つの画素を2つ以上の複数のサブ画素に分割し、分割したサブ画素の2つについて、それぞれ視野角特性が相補関係を呈する電圧を、1フレーム期間Fにおいて液晶層40にそれぞれ印加することによって視野角特性を空間的に積分して補償することとしてもよい。
(First modification)
In the above embodiment, as a method for compensating the viewing angle characteristics in each pixel, as shown in FIG. 7, two different voltages are applied to the
本変形例を図9および図10を用いて説明する。図9は、本変形例の一例として、1つの画素が2つのサブ画素に分割された液晶パネル30を構成する基板10についての構成を示す説明図である。図10は1つの画素において行われる視野角特性の補償の様子を示した説明図であり、図10(a)は、データ線121から出力される電圧が画素電極に印加されたときの画素電極が呈する電圧の様子を示すタイミング図、図10(b)は、総ての方位角、および極角度の絶対値が40度内の視野角について、画像の明るさを等高線で示した模式図である。なお、図9において、上記実施例における基板10(図2参照)と同じ構成要素については同じ符号を付している。また図10(b)は、上記実施例における図7(b)と同一である。従って、これらについては、ここでの説明を省略する。
This modification will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of the
まず基板10を図9を用いて説明する。本変形例の基板10は、図中太い実線の四角形で囲ったように、1つの画素(R画素、G画素、B画素)がX軸方向に隣り合う2つのサブ画素に分割されて構成されている。すなわち、例えば1つのR画素を構成する2つのサブ画素Ra,Rbは、本変形例ではほぼ同じ画素の領域面積を有するようにほぼ同じ形状を有し、データ線121aから供給される電圧信号と、データ線121bから供給される電圧信号と、をそれぞれの画素に印加するべく、個別に薄膜トランジスター14aと薄膜トランジスター14bとが形成されている。そして、2つのサブ画素Ra,Rbに同じ画像(明るさ)を表示させて1つのR画素として機能するようにデータ駆動回路12から出力する電圧信号を制御するように構成されている。
First, the
なお、本変形例では、説明をわかりやすくするために、図9においてX軸方向とY軸方向にそれぞれ3つ、計9個の画素が形成される様子を示しているが、もとより、上記実施例と同様、X軸方向およびY軸方向についてそれぞれ数百個から数千個程度の色画素(X軸方向については2倍のサブ画素)が通常形成される。 In addition, in this modified example, in order to make the explanation easy to understand, FIG. 9 shows a state in which a total of nine pixels are formed in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. Similar to the example, about several hundred to several thousand color pixels in the X-axis direction and Y-axis direction (two times as many sub-pixels in the X-axis direction) are normally formed.
次に、視野角の補償方法について説明する。本変形例では、視野角の補償対象となる補償画素について、その補償画素を構成するサブ画素に対応するデータ線121aおよびデータ線121bに、液晶層40に印加する画素電圧が図10(a)に示した電圧を呈するように、所定の電圧を画像の単位表示時間となる1フレーム期間F毎に繰り返して出力する。すなわち、時間t1から時間t11までの1フレーム期間Fにおいて、補償画素に対応する2つのサブ画素について、薄膜トランジスター14aおよび薄膜トランジスター14bが走査線111の信号によってオンしたとき、1フレーム期間Fとなる時間t1から時間t11まで(時間t11から時間t21まで)、2つのサブ画素における画素電極が呈する電圧が、同じ明るさの画像を表示する2つの異なる電圧、本変形例では、一例として電圧「2.8V」と電圧「3.4V」とになるように、それぞれの電圧「2.8V」と電圧3.4V」とを繰り返して出力するのである。
Next, a viewing angle compensation method will be described. In this modification, with respect to the compensation pixel to be compensated for the viewing angle, the pixel voltage applied to the
このように2つのサブ画素の画素電極が、それぞれ異なる電圧「2.8V」と電圧「3.4V」を同時に呈すると、補償画素において表示される画像の視野角特性は、電圧「2.8V」の視野角特性と電圧「3.4V」の視野角特性とを合成した視野角特性、すなわち、空間的に積分された視野角特性となる。 As described above, when the pixel electrodes of the two sub-pixels simultaneously exhibit different voltages “2.8 V” and “3.4 V”, the viewing angle characteristic of the image displayed on the compensation pixel is the voltage “2.8 V”. ”And a viewing angle characteristic with a voltage of“ 3.4 V ”, that is, a viewing angle characteristic that is spatially integrated.
具体的には、図10(b)に示したように、各サブ画素において、画素電極が呈する電圧「2.8V」と電圧「3.4V」に応じて形成されるそれぞれの各視野角の明るさが合成され、図中下側に示したように視野角特性が補償されるのである。なお、図10(b)に示した具体的な合成の様子については、上記実施例(図7(b)参照)と同様であるので、ここではその説明は省略する。 Specifically, as shown in FIG. 10B, in each sub-pixel, each of the viewing angles formed in accordance with the voltage “2.8V” and the voltage “3.4V” exhibited by the pixel electrode. The brightness is synthesized and the viewing angle characteristics are compensated as shown in the lower side of the figure. The specific composition shown in FIG. 10B is the same as that in the above-described embodiment (see FIG. 7B), and the description thereof is omitted here.
このように本変形例では、互いに相補関係となる視野角特性を有する表示状態を、隣り合う2つのサブ画素にそれぞれ同時に形成するように、例えば電圧「2.8V」と電圧「3.4V」とをそれぞれのサブ画素の画素電極に印加するのである。この結果、2つの表示状態が空間的に積分されることによって視野角特性が改善されるので、上記実施例と同様に、画像の明るさを変えることなく容易に視野角が広がった表示を得ることが可能である。 As described above, in this modification, for example, the voltage “2.8 V” and the voltage “3.4 V” are formed so that display states having viewing angle characteristics that are complementary to each other are formed simultaneously in two adjacent sub-pixels. Are applied to the pixel electrodes of the respective sub-pixels. As a result, since the viewing angle characteristics are improved by spatially integrating the two display states, a display having a wide viewing angle can be easily obtained without changing the brightness of the image as in the above embodiment. It is possible.
なお、本変形例では、隣り合う2つのサブ画素の領域面積をほぼ同じ大きさ(形状)としている。これは、画像の表示期間で、互いに相補関係の視野角特性を有する画像を同じ領域面積で同時に表示すれば、空間的に積分されて合成された画像は、広い視野角の画像となる確率が高くなるからである。もとより、サブ画素が、それぞれ異なる領域面積を有するように分割構成されていることとしてもよい。合成される2つの表示状態の視野角特性に基づいて、空間的に積分されて合成されたときの視野角特性が広くなるように、それぞれの領域面積(あるいは形状)を変更すればよいことは言うまでもない。 In the present modification, the area areas of two adjacent sub-pixels are set to substantially the same size (shape). This means that if images having complementary viewing angle characteristics are simultaneously displayed in the same region area during the image display period, the spatially integrated and synthesized image has a probability of becoming an image with a wide viewing angle. Because it becomes high. Of course, the sub-pixels may be divided and configured to have different area areas. Based on the viewing angle characteristics of the two display states to be combined, it is only necessary to change the area (or shape) of each region so that the viewing angle characteristics when spatially integrated and combined are widened. Needless to say.
(第2変形例)
上記実施例および変形例では、液晶装置100は、同じ明るさを呈するとともに、明るさが最大になる電圧よりも高い電圧と低い電圧の2つの電圧を用いて視野角特性を補償し、広い視野角を得ることとしたが、必ずしも同じ明るさを呈する2つの電圧に限るものでないことは勿論である。
(Second modification)
In the above-described embodiments and modifications, the
上記実施例において図4(a)に示したように、明るさが最大になる電圧よりも高い電圧と低い電圧において、同じ明るさを呈する電圧には範囲が存在する。このため、同じ明るさが得られる電圧を用いて視野角特性を広くすることができる画像の明るさは、その範囲が限られることになる。ちなみに、図4(a)においては、規格化された画像の明るさがおおよそ0.68以上(このとき印加電圧は、約2.5V以上(5V以下)の電圧範囲)に限られる。 As shown in FIG. 4A in the above embodiment, there is a range of voltages that exhibit the same brightness at voltages higher and lower than the voltage at which the brightness is maximized. For this reason, the range of the brightness of an image that can widen the viewing angle characteristics using a voltage that can obtain the same brightness is limited. Incidentally, in FIG. 4A, the brightness of the standardized image is limited to approximately 0.68 or more (at this time, the applied voltage is a voltage range of approximately 2.5 V or more (5 V or less)).
そこで、上記実施例で説明したように、明るさが最大になる電圧よりも高い電圧と低い電圧の2つの電圧では、視野角特性が異なることから、同じ明るさではないものの、この2つの電圧において存在する視野角特性の相補関係を利用して視野角特性を補償すれば、同じ明るさを呈する2つの電圧が存在しない明るさにおいても、広い視野角特性の画像を得ることが可能である。 Therefore, as described in the above-described embodiment, the two voltages, which are higher and lower than the voltage at which the brightness is maximized, have different viewing angle characteristics. If the viewing angle characteristic is compensated by using the complementary relationship of the viewing angle characteristics existing in the image, it is possible to obtain an image having a wide viewing angle characteristic even in the brightness where two voltages having the same brightness do not exist. .
一例として、2つの電圧として、電圧「2.2V」と電圧「3.8V」を用いて視野角特性を補償する場合について、図11を用いて説明する。これらの電圧は、図4(a)から明らかなように、明るさが最大になる電圧「3.1V」よりも高い電圧と低い電圧であって、それぞれ異なる明るさを呈する電圧である。 As an example, a case where the viewing angle characteristics are compensated by using a voltage “2.2 V” and a voltage “3.8 V” as two voltages will be described with reference to FIG. 11. As is clear from FIG. 4A, these voltages are voltages that are higher and lower than the voltage “3.1 V” at which the brightness is maximized, and have different brightness.
図11は、1つの画素において行われる視野角特性の補償の様子を示した説明図であり、図11(a)は、データ線121から出力される電圧によって呈する画素電極の電圧の変化の様子を示すタイミング図、図11(b)は、総ての方位角、および極角度の絶対値が40度内の視野角について、画像の明るさを等高線で示した図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how the viewing angle characteristic is compensated for in one pixel. FIG. 11A shows how the voltage of the pixel electrode is changed by the voltage output from the
本変形例では、視野角の補償対象となる補償画素について、データ線121の出力信号によって、画素電極の電圧は、図11(a)に示したように画像の単位表示時間となる1フレーム期間F毎に繰り返して所定の電圧を呈するように構成されている。すなわち、時間t1から時間t11までの1フレーム期間Fにおいて、補償画素に対応する薄膜トランジスター14が走査線111の信号によってオンしたとき、1フレーム期間Fの前3分の2の期間となる時間t1から時間t3まで電圧「2.2V」となり、1フレーム期間Fの残りの3分の1の期間となる時間t3から時間t11まで電圧「3.8V」となるように構成されている。
In this modification, with respect to the compensation pixel to be compensated for the viewing angle, the voltage of the pixel electrode is set to one frame period corresponding to the unit display time of the image as shown in FIG. It is configured to repeatedly present a predetermined voltage every F. That is, in the one frame period F from the time t1 to the time t11, when the
このように画素電極が異なる電圧を呈することによって、それぞれの電圧が液晶層40に印加されると、補償画素において表示される画像の視野角特性は、1フレーム期間Fの前3分の2における電圧「2.2V」のときの視野角特性が、1フレーム期間Fの残り3分の1における電圧「3.8V」のときの視野角特性によって補償された視野角特性、すなわち、時間割合に応じて積分された視野角特性となる。
As the pixel electrodes exhibit different voltages in this way, when the respective voltages are applied to the
具体的には、図11(b)に示したように各視野角における明るさが時間割合に応じて積分されて合成され、視野角特性が補償される。詳しく説明すると、電圧「2.2V」が印加されたときの画素は、図示するような明るさの等高線を呈する画像を表示する状態となる。すなわち、規格化された明るさ「0.40」以上の明るい画像の方向は、方位角135度−315度であり、この方位角方向と直交する両方向については次第に暗くなる視野角特性を有する。一方、電圧「3.8V」が印加されたときの画素は、図示するような明るさの等高線を呈する画像を表示する状態となる。すなわち、規格化された明るさ「0.79」以上の明るい画像の方向は、方位角45度−225度であり、この方位角方向と直交する両方向については次第に暗くなる視野角特性を有する。従って、電圧「2.2V」が印加されたときの画素の表示状態に対して、電圧「3.8V」が印加されたときの画素の表示状態は、相補関係となる視野角特性を有している。 Specifically, as shown in FIG. 11B, the brightness at each viewing angle is integrated and synthesized according to the time ratio, and the viewing angle characteristics are compensated. More specifically, when the voltage “2.2 V” is applied, the pixel is in a state of displaying an image having a contour line with brightness as illustrated. That is, the direction of a bright image having a normalized brightness of “0.40” or more is an azimuth angle of 135 degrees to 315 degrees, and has a viewing angle characteristic that gradually becomes darker in both directions orthogonal to the azimuth angle direction. On the other hand, when the voltage “3.8 V” is applied, the pixel is in a state of displaying an image having a contour line with brightness as illustrated. That is, the direction of a bright image having a normalized brightness of “0.79” or more is an azimuth angle of 45 degrees to 225 degrees, and has a viewing angle characteristic that becomes gradually darker in both directions orthogonal to the azimuth angle direction. Therefore, the display state of the pixel when the voltage “3.8 V” is applied has a viewing angle characteristic that is complementary to the display state of the pixel when the voltage “2.2 V” is applied. ing.
そして、2つの表示状態が時間的に積分されると、画素は1フレーム期間Fにおいて図面下側に示したような表示状態を呈することになる。すなわち、電圧「2.2V」について方位角45度−225度の方向における明るさが、電圧「3.8V」について方位角45度−225度の方向における明るさによって補償され、凡そ総ての方位角方向において明るさが均一になることが解かる。こうして、本変形例によって視野角特性が改善され、視野角が広がった表示を得ることができるのである。 When the two display states are temporally integrated, the pixel exhibits a display state as shown in the lower side of the drawing in one frame period F. That is, the brightness in the direction of the azimuth angle 45 degrees to 225 degrees with respect to the voltage “2.2 V” is compensated by the brightness in the direction of the azimuth angle 45 degrees to 225 degrees with respect to the voltage “3.8 V”. It can be seen that the brightness is uniform in the azimuth direction. In this way, according to this modification, the viewing angle characteristics are improved, and a display with a wide viewing angle can be obtained.
なお、本変形例では、図11(b)に示したように、電圧「2.2V」のときにZ軸方向(つまり中心)の明るさ(0.4〜0.41)に対して、電圧「3.8V」のときのZ軸方向(つまり中心)の明るさ(0.79〜0.86)は、相当に明るい。従って、本変形例の如く、互いに異なる明るさを呈する電圧を組み合わせて用いる場合は、時間的に積分された状態での視野角特性において、Z軸方向の明るさが、その補償画素において本来表示すべき画像の明るさになるように、1フレーム期間の分割時間を調整することが好ましい。 In this modification, as shown in FIG. 11B, with respect to the brightness (0.4 to 0.41) in the Z-axis direction (that is, the center) when the voltage is “2.2 V”, The brightness (0.79 to 0.86) in the Z-axis direction (that is, the center) when the voltage is “3.8 V” is considerably brighter. Therefore, when using a combination of voltages exhibiting different brightnesses as in this modification, the brightness in the Z-axis direction is originally displayed in the compensation pixel in the viewing angle characteristics in a temporally integrated state. It is preferable to adjust the division time of one frame period so that the brightness of the image to be obtained is obtained.
(第3変形例)
上記実施例では、液晶装置100は、液晶パネル30と位相差板50とから構成されるものとしたが、これに限らず、位相差板50を備えない構成としてもよい。位相差板50を備えない場合は、光学補償を行わないことから、画素における視野角特性が位相差板50を備えた場合と異なることが想定される。
(Third Modification)
In the above embodiment, the
そこで、上記実施例において用いた2つの電圧(電圧「2.8V」と電圧「3.4V」)について、それぞれの視野角特性を図12を用いて説明する。図12は、上記実施例における図6と同様に、電圧「2.8V」と電圧「3.4V」とについて、方位角45度−225度と方位角135度−315度の2方向における位相差を調べた結果を示したものである。図示するように、位相差板50を備えない場合は、極角度が−40度から+40度の範囲において、電圧「2.8V」については、方位角45度−225度の方が大きな位相差となり、逆に、電圧「3.4V」については、方位角135度−315度の方が大きな位相差となった。つまり、位相差板50を備えた場合とは逆になる。
Accordingly, the viewing angle characteristics of the two voltages (voltage “2.8V” and voltage “3.4V”) used in the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is similar to FIG. 6 in the above-described embodiment, with respect to the voltage “2.8 V” and the voltage “3.4 V”, the azimuth angle is 45 degrees to 225 degrees and the azimuth angle is 135 degrees to 315 degrees in two directions. The result of examining the phase difference is shown. As shown in the figure, when the
本変形例においては、図12に示した視野角特性の結果から、上記実施例とは異なり、電圧「2.8V」の視野角特性は、方位角45度−225度の方向が明るいのでこの方向に明視方向をもち、逆に、電圧「3.4V」については、方位角135度−315度の方向が明るいのでこの方向に明視方向をもつ。言い換えれば、本変形例の液晶装置100は、位相差板50を備えない状態であっても、画素に印加する電圧によって明視方向が変わるという特性を有するのである。特に、極角度が0度から+40度の範囲については、顕著であるといえる。
In the present modification, the viewing angle characteristics shown in FIG. 12 show that the viewing angle characteristics of the voltage “2.8V” are bright in the direction of the azimuth angle of 45 degrees to 225 degrees, unlike the above embodiment. The direction has a clear vision direction, and conversely, for the voltage “3.4 V”, the direction of the azimuth angle 135 degrees to 315 degrees is bright and thus has a clear vision direction. In other words, the
本変形例における液晶装置100(すなわち液晶パネル30)において、同じ明るさを呈するとともに、明るさが最大になる電圧よりも高い電圧と低い電圧の2つの電圧を用いて視野角特性を補償する一例を、図13を用いて説明する。 In the liquid crystal device 100 (ie, the liquid crystal panel 30) according to the present modification, an example in which viewing angle characteristics are compensated by using two voltages that are the same brightness and that are higher and lower than the voltage that maximizes brightness. Will be described with reference to FIG.
図13は、同じ明るさを呈する2つの電圧「2.6V」と電圧「3.9V」について、1つの画素において行われる視野角特性の補償の様子を示した説明図である。図13(a)は、総ての方位角であって極角度の絶対値が40度以内における視野角について、画素の明るさを等高線で示した図である。図13(b)は、本変形例において補償された視野角特性を有する液晶装置100の一つの使用方法を説明するための図である。なお、本変形例では、視野角の補償対象となる補償画素について、視野角特性の積分を時間的に行う場合であってもよいし、空間的に行う場合であってもよい。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing how viewing angle characteristics are compensated for in one pixel for two voltages “2.6 V” and “3.9 V” that exhibit the same brightness. FIG. 13A is a diagram showing the brightness of the pixels with contour lines for all azimuth angles and viewing angles in which the absolute value of the polar angle is within 40 degrees. FIG. 13B is a diagram for explaining one method of using the
本変形例では、図13(a)に示したように各視野角における明るさが同じ割合で合成され、視野角特性が補償される。詳しく説明すると、画素電極の電圧「2.6V」が液晶層40に印加されたときの画素は、図示するような明るさの等高線を呈する画像を表示する状態となる。すなわち、規格化された明るさ「0.77」以上の明るい画像の方向は、方位角45度−225度であり、この方位角方向と直交する方向については特に方位角135度の方向において次第に暗くなる視野角特性を有する。
In this modified example, as shown in FIG. 13A, the brightness at each viewing angle is synthesized at the same ratio, and the viewing angle characteristics are compensated. More specifically, when the voltage “2.6 V” of the pixel electrode is applied to the
一方、画素電極の電圧「3.9V」が液晶層40に印加されたときの画素は、図示するような明るさの等高線を呈する画像を表示する状態となる。すなわち、規格化された明るさ「0.78」以上の明るい画像の方向は、方位角135度の方向であり、この方位角方向と直交する方向については緩やかに明るくなる視野角特性を有する。そして、方位角135度方向においては、画素電極の電圧「2.6V」が液晶層40に印加されたときの画素の表示状態に対して、画素電極の電圧「3.9V」が液晶層40に印加されたときの画素の表示状態は、相補関係となる視野角特性を有している。
On the other hand, when the voltage “3.9 V” of the pixel electrode is applied to the
さて、本変形例において、2つの表示状態が時間的に積分されると、画素は1フレーム期間Fにおいて図13(a)の下側に示したような表示状態を呈することになる。すなわち、電圧「2.6V」について方位角135度の方向における明るさが、電圧「3.9V」について方位角135度の方向における明るさによって補償され、明るさがおおよそ均一化される様子が解かる。こうして、本変形例によれば、明るさが相対的に低くなる視野角が少なくなるように特性が改善され、その結果、視野角が広がった表示を得ることができるのである。 In the present modification, when the two display states are integrated over time, the pixel exhibits a display state as shown on the lower side of FIG. That is, the brightness in the direction of the azimuth angle of 135 degrees with respect to the voltage “2.6 V” is compensated by the brightness in the direction of the azimuth angle of 135 degrees with respect to the voltage “3.9 V”, and the brightness is approximately uniformed. I understand. Thus, according to the present modification, the characteristics are improved so that the viewing angle at which the brightness is relatively low is reduced, and as a result, a display with a wide viewing angle can be obtained.
なお、本変形例では、図13(a)に示したように、積分された視野角特性において、方位角45度−225度の方向における明るさは、極角度の絶対値が大きくなる方向に明るくなる対称な特性を呈する。また、方位角135度−315度の方向における明るさについても、極角度の絶対値が大きくなる方向に暗くなるもののほぼ対称な特性を呈する。 In this modified example, as shown in FIG. 13A, in the integrated viewing angle characteristics, the brightness in the direction of the azimuth angle 45 degrees to 225 degrees is in the direction in which the absolute value of the polar angle increases. It exhibits a symmetrical characteristic that becomes brighter. In addition, the brightness in the direction of the azimuth angle of 135 degrees to 315 degrees also exhibits a substantially symmetric characteristic although it becomes darker in the direction in which the absolute value of the polar angle increases.
そこで、本変形例では、図13(b)に示すように、液晶装置100を回転し、方位角45度の方向が元のX軸方向の方位角180度の方向に向くようにして使用することが好ましい。こうすると、左右(X軸方向)および上下(Y軸方向)の視野角特性を凡そ対称にすることができる。この場合は、例えば、画像を特に左右方向から観賞する場合、画像に対して左右方向からの見たとき明るさが対称になるように補償されるので、左右から見たときの明るさが視野角に対して均等にできる。この結果、見た目の違和感が抑制された画像を提供することができる。もとより、観賞する方向が特定される場合、その特定される方向に応じて方位角の方向を回転して使用するようにすればよい。
Therefore, in this modification, as shown in FIG. 13B, the
(その他の変形例)
上記実施例では、視野角特性を空間的に積分して補償する場合、図9に示したように、画素の形状が矩形形状で凡そ同じ領域面積を有し、X軸方向に隣り合う2つのサブ画素を用いることとして説明したが、これに限るものでないことは勿論である。例えば、X軸方向でなくY軸方向に隣り合う2つのサブ画素としてもよい。さらには、必ずしも隣り合うことなく、離間している画素であっても差し支えない。
(Other variations)
In the above embodiment, when the viewing angle characteristic is spatially integrated and compensated, as shown in FIG. 9, the shape of the pixel is a rectangular shape and has approximately the same area, and two adjacent pixels in the X-axis direction. Although described as using sub-pixels, the present invention is not limited to this. For example, two subpixels adjacent in the Y-axis direction instead of the X-axis direction may be used. Furthermore, the pixels may not be adjacent to each other and may be spaced apart.
また上記実施例では、液晶装置100を反射型の表示装置としたが、必ずしもこれに限らず、透過型の表示装置であってもよい。透過型の場合は、視野角特性が極角度のプラス方向とマイナス方向とで対称になる確率が反射型に比べて低くなることが予測されるが、異なる2つ電圧間で、互いに相補関係となる視野角特性が現れる場合においては、この異なる電圧を、前述したように時間的もしくは空間的に分割して印加することによって視野角特性を補償することが可能である。
In the above embodiment, the
また上記実施例では、液晶装置100をR,G,Bの各フィルタ層によってカラー表示を行う装置としたが、必ずしもこれに限らず、モノカラー(例えば白黒)の表示を行う装置としてもよい。モノカラーの表示装置の場合は、基板20においてR,G,Bの各フィルタ層を必ずしも形成する必要はない。
In the above embodiment, the
また上記実施例では、液晶装置100を電子機器としての電子ビューファインダー1に備えることとして説明したが、必ずしもこれに限るものでないことは勿論である。例えば、液晶装置100を備える電子機器として、ヘッドマウントディスプレイであってもよい。あるいは、プロジェクターなどの画像投射装置や、テレビジョンなどのビデオ機器であってもよい。あるいは、コンピューター機器や携帯機器であっても差し支えない。なお、電子ビューファインダー1を含め、ヘッドマウントディスプレイやその他の機器に備える場合においては、液晶装置100が備える光源は、LEDに限らず水銀ランプや蛍光管など、電子機器に適した光源を用いることが好ましい。
In the above embodiment, the
1…電子ビューファインダー、3…光学系、5…偏光ビームスプリッター、10…基板、11…走査駆動回路、12…データ駆動回路、14,14a,14b…薄膜トランジスター、20…基板、30…液晶パネル、40…液晶層、50…位相差板、100…液晶装置、111…走査線、121,121a,121b…データ線。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
当該一対の基板に挟持され、前記一対の基板に対して初期的に略法線方向に配向した液晶層と、
画像を表示する画素と、
を有する液晶装置であって、
前記画素が表示する画像の視野角特性が互いに相補関係となる第1の表示状態と第2の表示状態とを合成させて表示することを特徴とする液晶装置。 A pair of opposing substrates;
A liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates and initially oriented in a substantially normal direction with respect to the pair of substrates;
A pixel for displaying an image;
A liquid crystal device having
A liquid crystal device, wherein a first display state and a second display state in which viewing angle characteristics of an image displayed by the pixels are complementary to each other are combined and displayed.
前記第1の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値と、前記第2の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値と、が異なることを特徴とする液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 1,
The liquid crystal device, wherein a voltage value applied to the liquid crystal layer in the first display state is different from a voltage value applied to the liquid crystal layer in the second display state.
前記第1の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値は、前記画素が表示する前記画像の明るさが最大となる電圧の電圧値より高い電圧の範囲であり、前記第2の表示状態において前記液晶層に印加される電圧の電圧値は、前記画素が表示する前記画像の明るさが最大となる電圧の電圧値より低い電圧の範囲に設定されていることを特徴とする液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 2,
The voltage value of the voltage applied to the liquid crystal layer in the first display state is a voltage range higher than the voltage value of the voltage at which the brightness of the image displayed by the pixel is maximized, and the second The voltage value of the voltage applied to the liquid crystal layer in the display state is set to a voltage range lower than the voltage value of the voltage at which the brightness of the image displayed by the pixel is maximized. apparatus.
前記画像の表示期間内において、前記第1の表示状態で駆動される期間と、前記第2の表示状態で駆動される期間と、を有することを特徴とする液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 2, wherein
A liquid crystal device having a period driven in the first display state and a period driven in the second display state within the image display period.
前記第1の表示状態で駆動される期間と、前記第2の表示状態で駆動される期間とは、同じ時間長の期間であることを特徴とする液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 4,
The period driven in the first display state and the period driven in the second display state are periods having the same time length.
前記画素は複数のサブ画素によって構成され、
前記複数のサブ画素には、前記第1の表示状態で駆動される前記サブ画素と、前記第2の表示状態で駆動される前記サブ画素と、が含まれていることを特徴とする液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 2, wherein
The pixel is composed of a plurality of sub-pixels,
The plurality of sub-pixels include the sub-pixel driven in the first display state and the sub-pixel driven in the second display state. .
前記第1の表示状態で駆動される前記サブ画素と、前記第2の表示状態で駆動される前記サブ画素は、画素の領域面積の大きさが等しいことを特徴とする液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 6,
The liquid crystal device, wherein the sub-pixel driven in the first display state and the sub-pixel driven in the second display state have the same pixel area size.
前記画素から、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかの色の波長を有する光が射出されることを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal device according to any one of claims 1 to 7,
A liquid crystal device, wherein light having a wavelength of any one color of R (red), G (green), and B (blue) is emitted from the pixel.
前記画素に対して、面内方向の屈折率に比べて厚さ方向の屈折率が小さい位相差板が、前記一対の基板の外側に配設されていることを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal device according to any one of claims 1 to 8,
A liquid crystal device, wherein a retardation plate having a refractive index in a thickness direction smaller than a refractive index in an in-plane direction with respect to the pixel is disposed outside the pair of substrates.
前記画素は、当該画素内に入射した光を反射して前記画像を表示する画素であることを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal device according to any one of claims 1 to 9,
The liquid crystal device, wherein the pixel is a pixel that reflects light incident on the pixel and displays the image.
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